Науковці з’ясували, що антибіотик поліміксин B змушує кишкову паличку утворювати виступи на зовнішній мембрані клітин, і так препарат потрапляє всередину. Це пояснює дію поліміксинів, які вже понад 80 років застосовують як крайній засіб проти стійких до антибіотиків інфекцій. Відкриття важливе, адже щорічно понад мільйон людей помирає від бактеріальних хвороб, проти яких важко підібрати ліки. Результати дослідження опублікували в журналі Nature Microbiology.
Чому досліджували дію саме цих антибіотиків?
У дослідженні йдеться про грамнегативні бактерії — ті, що мають дві захисні мембрани, серед них є й кишкова паличка. Раніше зовнішню мембрану грамнегативних бактерій вважали практично непроникною, через що ліки для боротьби з ними було важко знайти.
Одним з антибіотиків, ефективних проти грамнегативних бактерій, є поліміксин В. Науковці вже знали, що антибіотик впливає на захисний шар, але досі не розуміли, як саме він руйнує броню клітин і вбиває бактерії. Щоб з’ясувати механізм дії цих ліків, британські дослідники на чолі з фахівцями Імперського коледжу Лондона провели нове дослідження.
Що нового про антибіотики і бактерії дізналися науковці?
Щоб простежити за дією препарату, вчені використали атомно-силову мікроскопію. Надтонка голка шириною у кілька нанометрів дозволила зчитати рельєф поверхні клітин кишкової палички з роздільною здатністю, недосяжною для звичайної оптики. Додатково дослідники проводили лабораторні тести, порівнюючи реакцію активних і сплячих бактерій на поліміксин B.
Активні клітини постійно намагалися відновити зовнішню оболонку. Внаслідок цього на їхній поверхні з’являлися виступи та ділянки з ослабленим захистом. Через ці прогалини антибіотик проникав усередину і вбивав бактерію. Натомість у сплячих клітин, які не здатні виробляти захисний шар, такої вразливості не виникало, тож поліміксин на них не діяв. А коли в середовище додавали цукор, той пробуджував сплячі бактерії, адже є для них їжею. Тоді антибіотик починав знищувати навіть раніше неактивні клітини, але лише після приблизно 15 хвилин, необхідних для відновлення синтезу оболонки.
Як ці відкриття допоможуть боротися зі стійкими інфекціями?
Те, що сплячі клітини залишаються недосяжними для поліміксину, пояснює рецидиви деяких інфекцій після лікування. Саме тому важливо розробити стратегії, як пробуджувати сплячі бактерії або поєднувати антибіотики з іншими методами стимуляції активності клітин. Це підвищить ефективність поліміксинів і створить нові підходи в боротьбі з небезпечними стійкими до ліків бактеріями.
Що ще корисно дізнатися про стійкі до ліків бактерії
🌚 Торік науковці спрогнозували, що до 2050-го від них помруть 39 мільйонів людей.
💊 Деяких із грамнегативних бактерій можуть знищувати антибіотики, від яких цього ніхто не чекав. Так, антибіотик із класу речовин, які доти вважали малодієвими в таких місіях, ефективно бореться зі стійкою майже до всіх наявних препаратів бактерією Acinetobacter baumannii.
🧪 А є препарати, які здатні побороти більш як 50 штамів грамнегативних бактерій — такий антибіотик фабіміцин протестували вчені з Іллінойського університету.